(57)【要約】【課題】旋回時のみキャンバ角を直立方向に変化させることを課題とする。【解決手段】ナックル２と車体側部材とを連結するロアリンク及びアッパーリンクをシリンダ装置で構成するサスペンション装置である。上側シリンダ装置３の外室３ｅと下側シリンダ装置４の内室３ｄと連通管５で連結すると共に、下側シリンダ装置４の受圧面積及び設置高さを、Ａ１及びＬ１、上側シリンダ装置３の受圧面積及び設置高さを、Ａ２及びＬ２とした場合に、次の式を満足させる。  Ａ１＞Ａ２＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１【選択図】        図２
2007008309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力を利用して、車両旋回時に、車両正面視における車輪の傾きを、車輪の回転中心に対する接地面の変位の向きが、上記作用する横力の向きとは逆方向になるように調整する調整手段を備えることを特徴とするサスペンション装置。
【請求項２】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材を、上下で対をなすと共にそれぞれ車幅方向に延在する２つのシリンダ装置を介して車体側部材に連結し、
車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力によって、車両旋回時に車輪の対地キャンバがゼロとなる方向に車輪を変位させるように両シリンダ装置がストロークするように、上記両シリンダ装置の室間を連通させると共に、当該シリンダ装置の諸元を設定することを特徴とするサスペンション装置。
【請求項３】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に一端部を連結して車幅方向に延在し他端部を車体側部材に連結する第１リンク部品及び第２リンク部品を備え、その第１リンク部品及び第２リンク部品は、互いに上下にオフセットして同一向きに配置され且つそれぞれ車幅方向に伸縮するシリンダ装置から構成されると共に、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、一方のリンク部品の外室と他方のリンク部品の内室と連通する連通路を有すると共に、第１リンク部品の受圧面積及び設置高さを、Ａ１及びＬ１、第２リンク部品の受圧面積及び設置高さを、Ａ２及びＬ２とした場合に、下記（１）式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
Ａ１  ＞Ａ２  ＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１    ・・・（１）
【請求項４】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンション部材とを備えるサスペンション装置において、
上記車輪支持部材とサスペンション部材との間に、中間部材を介挿し、上記車輪支持部材と中間部材とを、互いに上下にオフセットし且つ同一向きに配置されていると共に車幅方向に伸縮可能な第１のシリンダ装置及び第２のシリンダ装置で連結し、両シリンダ装置は、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、一方のシリンダ装置の外室と他方のシリンダ装置の内室とを連通する連通路を有すると共に、第１のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、Ａ１及びＬ１、第２のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、Ａ２及びＬ２とした場合に、下記（２）式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
Ａ１  ＞Ａ２  ＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１    ・・・（２）
【請求項５】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材に一端部を連結して車幅方向に延在し他端部を車体側部材に連結する第１リンク部品及び第２リンク部品を備え、その第１リンク部品及び第２リンク部品は、互いに上下にオフセットして逆向きに配置され且つそれぞれ車幅方向に伸縮するシリンダ装置から構成されると共に、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、両リンク部品の外室同士若しくは内室同士を連通する連通路を有すると共に、第１リンク部品の受圧面積及び設置高さを、Ａ１及びＬ１、第２リンク部品の受圧面積及び設置高さを、Ａ２及びＬ２とした場合に、下記（３）式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
Ａ１  ＞Ａ２  ＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１    ・・・（３）
【請求項６】
車輪を回転自在に支持する車輪支持部材と、車輪支持部材と車体側部材とを連結するサスペンション部材とを備えるサスペンション装置において、
上記車輪支持部材とサスペンション部材との間に、中間部材を介挿し、上記車輪支持部材と中間部材とを、互いに上下にオフセットし且つ逆向きに配置されていると共に車幅方向に伸縮可能な第１のシリンダ装置及び第２のシリンダ装置で連結し、両シリンダ装置は、シリンダ内がピストンによって車幅方向内側の内室と車幅方向外側の外室に画成され、
さらに、両シリンダ装置の外室同士若しくは内室同士を連通する連通路を有すると共に、第１のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、Ａ１及びＬ１、第２のシリンダ装置の受圧面積及び設置高さを、Ａ２及びＬ２とした場合に、下記（４）式を満足することを特徴とするサスペンション装置。
Ａ１  ＞Ａ２  ＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１    ・・・（４）
【請求項７】
上記連通路に減衰手段を介挿することを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
【請求項８】
上記シリンダ装置の少なくとも１つは、シリンダ内に、ピストンを所定位置に付勢するバネが組み込まれていることを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
【請求項９】
連通路が連通していない室の少なくとも一つに、アキュムレータを連通させたことを特徴とする請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載したサスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のサスペンション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
旋回時に、車輪の対地キャンバを直立状態に近づけることができれば、タイヤの設置面積が大きくなる結果、グリップ力を最大限に引き出すことができる。
これを実現する従来技術としては、特許文献１や特許文献２に記載のものがある。この技術は、２本のシリンダ装置を用いて旋回時におけるキャンバを直立状態に近づけるものである。
【特許文献１】特表２００１-５０２９８４号公報
【特許文献２】実開昭６２-１６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来技術は、車輪のストロークや車両のロールなどと連動してシリンダ装置を作動させて、キャンバを変化させる構成となっていることから、直進走行時に、片輪突起乗り越しや、不整路面であってもキャンバ角を直立に近づくように変化させることで、直進性に影響を与える可能がある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、旋回時のみキャンバ角を直立方向に変化させることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、車輪接地面において車輪に対し車両幅方向に作用する横力を利用して、車両旋回時に、車両正面視における車輪の傾きを、車輪の回転中心に対する接地面の変位の向きが、上記作用する横力の向きとは逆方向になるように調整する調整手段を備えることを特徴とするサスペンション装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、横力を利用することで、旋回時のみ車輪のキャンバ角を直立方向に変化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本実施形態のサスペンション装置を示す概要構成図である。
まず構成について説明すると、図１に示すように、車輪１を回転自在に支持するナックル２（車輪支持部材）が、車幅方向に延在するアッパーリンク及びロアリンクを介して車体側部材（不図示）に揺動自在に連結されている。上記アッパーリンク及びロアリンクはともにシリンダ装置３，４から構成される。
【０００７】
そのシリンダ装置３，４はそれぞれ、車幅方向に軸を向けたシリンダチューブ３ａ、４ａ内が、ピストン３ｂ、４ｂによって、車幅方向内側の内室３ｄ、４ｄと車幅方向外側の外室３ｅ、４ｅに区画され、また、ピストン３ｂ、４ｂに接続するピストンロッド３ｃ、４ｃがナックル２側に突出して、当該ナックル２に対しブッシュやボールジョイント等によって揺動可能に連結している。また、シリンダチューブ３ａ、４ａの内端部が車体側部材に揺動可能に連結している。以下の説明では、ロアリンクを構成するシリンダ装置を下側シリンダ装置４と、アッパーリンクを構成するシリンダ装置を上側シリンダ装置３と呼ぶ。
【０００８】
本実施形態では、図２のように、下側シリンダ装置４の内室４ｄと上側シリンダ装置３の外室３ｅとを連通管５で連通している。
さらに、下側シリンダ装置４の受圧面積をＡ１、上側シリンダ装置３の受圧面積をＡ２とし、また、タイヤの接地面を基準として、下側シリンダ装置４の設置高さをＬ１，上側シリンダ装置３の設置高さをＬ２とした場合に、下記式を満足するように、両シリンダ装置３，４の諸元を設定する。
Ａ１  ＞  Ａ２  ＞  （Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１  ・・（１）
【０００９】
ここで、上記（１）式について説明する。
タイヤ接地面にＦの横力が作用した場合に、旋回外輪側では、図３に示すように、下側シリンダ装置４には力Ｆ１が作用し、上側シリンダ装置３には力Ｆ２が作用し、その力Ｆ１とＦ２とは車両前後方向からみて逆向きの力となる。
上記力Ｆ１及びＦ２の大きさは、力の釣り合いから
Ｆ１＝（Ｌ２／（Ｌ２−Ｌ１））・Ｆ  ・・・（２）
Ｆ２＝（Ｌ１／（Ｌ２−Ｌ１））・Ｆ  ・・・（３）
と表される。
【００１０】
また、各シリンダ装置３，４での圧力Ｐ１及びＰ２は下記（４）式となる。
Ｐ１＝（Ｆ１／Ａ１）  、Ｐ２＝（Ｆ２／Ａ２）  ・・・（４）
また、横力Ｆで車輪１がネガティブキャンバ方向に変化するには、横力Ｆが作用した際に下記２つの条件を満足する必要がある。
（ａ）流体が、下側シリンダ装置４の内室４ｄから上側シリンダ装置３の外室３ｅに流れる。（図３に記載のように、これは連通管５で連通された室４ｄ、３ｅがともに圧縮される場合である。連通管５で連通された室がともに拡張する場合には、上側の室から下側の室に流体が流れるのが条件となる。）
（ｂ）上側リンダ装置３のストローク量ｘ２が、下側シリンダ装置４のストローク量ｘ１よりも大きい。
【００１１】
条件（a）は、Ｐ１＞Ｐ２の関係となれば満足し、上記（２）〜（４）式から
Ａ２  ＞（Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１と記載できる。
また、条件（ｂ）は、ｘ２＞ｘ１と記載できる。
そして、流体の体積不変からＡ２×ｘ２＝Ａ１×ｘ１と表されるので、ｘ２＞ｘ１は、Ａ１＞Ａ２となる。
【００１２】
以上のように、条件（ａ）及び（ｂ）を満足する関係は、上記（１）式の関係となる。
そして、図３のように横力Ｆが作用した場合、シリンダ装置３，４のストロークによって、図４のように車輪１がネガティブキャンバ方向に変化する。
ここで、上記説明は、旋回外輪側の場合であるため、両シリンダ装置３，４は共にピストン３ｂ、４ｂが車幅方向内方に向かう。一方、上記構成において、旋回内輪側のサスペンション装置では、両シリンダ装置３，４は共にピストン３ｂが車幅方向外側に向かうように作用するが、下側シリンダ装置４の圧力Ｐ１の方が大きいことから、上側シリンダ装置３の外室３ｅから下側シリンダ装置４の内室４ｄに向けて流体が移動し、また、上側である上側シリンダ装置３の方がストローク量が相対的に大きく変位するので、旋回内輪をポジティブキャンバ方向に変化させる。
上記上下で対をなすシリンダ装置４，５及び連通管５が調整手段を構成する。
【００１３】
次に、上記構成についての作用・効果について説明する。
上記サスペンション装置では、旋回時横力であるコーナリング力Ｆによって、ポジティブキャンバ方向に変化する旋回外輪を、ネガティブキャンバ角方向に変化させ、ネガティブキャンバ方向に変化する旋回内輪側を、ポジティブキャンバ角方向に変化させ、該変化はコーナリング力が大きいほど大きく自動調整されて、内外輪とも対地キャンバ角を直立状態に近づくように調整することが出来る。この結果、旋回時の操縦安定性を高めることが出来る。
【００１４】
また、直進走行時に、片輪突起乗り越しが発生しても、横力は小さいために、上記サスペンション装置は、キャンバ角の変化をさせることがない。つまり、上記旋回時のキャンバ角を調整する機構が有っても、片輪突起乗り越しなどでは、不要なキャンバ角変化を起こす事が無く、直進性への影響を抑えることが出来る。
また、上記構成では、上側シリンダ装置３では、ピストンロッド３ｃ分だけ外室３ｅの受圧面積が小さくなるので、上記（１）式の関係を得られやすい。
【００１５】
ここで、上側シリンダ装置３の内室３ｄと下側シリンダ装置４の外室４ｅを連通させるようにしても良い。この場合には、相対的に下側シリンダ装置４の径を大きくする必要はあるが、上記（１）式を満足する関係になっていれば、上述の作用効果を得ることが出来る。
また、シリンダチューブ３ａをナックル２にピストンロッド３ｃを車体側に連結しても良い。上記（１）式を満足すれば同様の効果を得ることが出来る。
【００１６】
ここで、上記実施形態では、左右のサスペンション装置に上記シリンダ装置からなるサスペンションリンクを適用する場合を例示しているが、左右一方のみに適用しても構わない。
また、上記連通管５の途中に、図５に示すように、オリフィスなどの減衰手段６を介挿しても良い。連通管５に減衰手段６を介挿すると、キャンバ角変化の応答が遅くなり、激しい車両運動に対してキャンバ角変化を穏やかにしたり、キャンバ角がオーバーシュートするのを防止したりすることが出来る。
【００１７】
また、シリンダチューブ３ａ内にピストン３ｂを初期位置に付勢するバネ７を組み込んだり（図６参照）、上記連通管５と連通しないアキュムレータ８を連通したり（図７参照）すると良い。このようにすると、バネ７やアキュムレータ８の蓄圧による復元力によって、ピストン３ｂ、つまりシリンダ装置の初期長さの位置決めが容易となり、サスペンションジオメトリについても正確な位置決めが可能となる。
【００１８】
次に、第２実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態と同様な部品については同一の符号を付して説明する。
本実施形態では、図８及び図９に示すように、車輪支持部材に直接、サスペンションリンクを連結せず、その間に中間部材１０を介挿したものである。すなわち、ナックル２に対し、上下に延びる中間部材１０を連結し、その中間部材１０にアッパーリンク２０及びロアリンク２１の外端部を揺動可能に連結する。
【００１９】
上記ナックル２と中間部材１０は、上下で対をなすシリンダ装置１１，１２によって連結されている。両シリンダ装置１１，１２はそれぞれ、軸を車幅方向に向けて配置され、各シリンダチューブ１１ａ、１２ａの外端部が上記ナックル２に連結されていると共に、車幅方向内側に突出するピストンロッド１１ｃ、１２ｃの先端部が中間部材１０に連結されている。シリンダ装置自体１１，１２の構成は、上記と同様である。
【００２０】
本実施形態では、シリンダ装置１１，１２のシリンダチューブ１１ａ、１２ａとナックル２の連結は、分解図である図６に示すように、下側シリンダ装置１２についてはフランジ１４を介して剛に連結し、上側シリンダ装置１１については、車両前後方向に突出する一対の軸部１５が、ブラケット１６を介して回動可能にナックル２に取り付けられることで上側シリンダ装置１１については、上下方向にのみ揺動可能としている。
【００２１】
そして、下側シリンダ装置１２の外室１２ｅと上側シリンダ装置１１の内室１１ｄとを連通管１３によって連通させて構成される。
さらに、下側シリンダ装置１２の受圧面積をＡ１、上側シリンダ装置１１の受圧面積をＡ２とし、また、タイヤの接地面を基準として、下側シリンダ装置１２の設置高さをＬ１，上側シリンダ装置１１の設置高さをＬ２とした場合に、下記式を満足するように、両シリンダ装置１１，１２の諸元を設定する。
Ａ１  ＞  Ａ２  ＞  （Ｌ１／Ｌ２）×Ａ１  ・・（１）
【００２２】
本実施形態においても、旋回外輪側を考えると、連通管１３で連通された両方の室１１ｄ、１２ｅに圧縮方向の力が作用する。このとき上記（１）式を満足することで、下側シリンダ装置１２に外室１２ｅから上側シリンダ装置１１の内室１１ｄに向けて流体が移動し、両シリンダ装置１１，１２のピストン１１ｂ、１２ｂは共に車幅方向外側に移動するが、上側シリンダ装置１１の方がストロークが大きいことから、下側シリンダ装置１２よりも上側シリンダ装置１１の方が短くなることで、旋回外輪をネガティブキャンバ方向に変化させる。また、旋回外輪をポジティブキャンバ方向に変化させる。
【００２３】
この結果、上記第１実施形態と同様な作用・効果を得ることが出来る。
ここで、上記実施形態では、下側シリンダ装置１２の外室１２ｅと上側シリンダ装置１１の内室１１ｄとを連通する場合を例示しているが、下側シリンダ装置１２の内室１２ｄと上側シリンダ装置１１の外室１１ｅとを連津するようにしても良い。この場合であっても同様な作用．効果を得ることが出来る。
また、第１実施形態と同様に、連通管１３に減衰手段を介挿したり、バネを設けたりアキュムレータを連通させても良い。
【００２４】
その他の構成は第１実施形態と同様である。
ここで、上記全実施形態では、上下で対をなすシリンダ装置３，４及び１１，１２が同一方向を向いて配置される場合の例であるが。上下で対をなすシリンダ装置を逆向き（ピストンロッドの突出方向が反対方向となる）に配置しても良い。この場合には、外室同士若しくは内室同士を連通管で連通すればよい。要は、ピストンロッドが貫通する室と、ピストンロッドが貫通しない室とを連通すればよい。
なお、全実施形態において、図示しないが、車両前後方向に延びるサスペンションリンクを設けても良い。また、各シリンダ装置と相手部材との連結は、車両前後方向に並んだ複数箇所としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション装置を示す平面図である。
【図２】本発明に基づく第１実施形態に係るサスペンション装置を示す車両後方から見た図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態の作用を説明する図である。
【図４】本発明に基づく第１実施形態の作用を説明する図である。
【図５】減衰手段を介挿する位置を示す図である。
【図６】バネの組み込み例を示す図である。
【図７】アキュムレータの組み込み例を示す図である。
【図８】本発明に基づく第２実施形態に係るサスペンション装置を示す車両後方から見た図である。
【図９】本発明に基づく第２実施形態に係るシリンダ装置を示す分解図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    車輪
２    ナックル（車輪支持部材）
３    上側シリンダ装置
３ｄ    内室
３ｅ    外室
４    下側シリンダ装置
４ｄ    内室
４ｅ    外室
５    連通管（連通路）
６    減衰手段
７    バネ
８    アキュムレータ
１１    上側シリンダ装置
１１ｄ    内室
１１ｅ    外室
１２    下側シリンダ装置
１２ｄ    内室
１２ｅ    外室
１３    連通管（連通路）
【図１】
2007008309.tif 000003
【図２】
2007008309.tif 000004
【図３】
2007008309.tif 000005
【図４】
2007008309.tif 000006
【図５】
2007008309.tif 000007
【図６】
2007008309.tif 000008
【図７】
2007008309.tif 000009
【図８】
2007008309.tif 000010
【図９】
2007008309.tif 000011